山东省土地利用变化的基本特征与区域差异

本文基于1990、2000、2010和2015年山东省的四期Landsat TM遥感影像,采用目视解译方法,对山东省的土地利用类型进行人工解译得到四个时期的土地利用数据库,运用单一土地利用动态度来描述土地类型的变化强度,利用ArcGIS空间分析功能计算各土地利用类型之间的转移矩阵,从而分析山东省土地利用类型的转移特征与区域差异。结果显示,(1)1990-2015年,山东省耕地面积不断减少,主要向建设用地、水域、林地转变;城镇建设用地面积不断上升且呈“东中集中,西北西南相对少”的趋势;农村居民点用地面积增长较快的主要特点是“西北西南增幅大,自东向西蔓延”,面积增长较快;天然湖泊等水域面积向人工水域面积转变,变化最大为南四湖;(2)土地利用动态度变化较大,整体来看,建设用地变化最大,其次是水域、耕地和未利用地;(3)土地利用变化原因主要在于经济驱动、市场导向和政策调控。其中,经济驱动因素主要在耕地—建设用地转换中最为明显,市场导向更多地影响了土地利用类型内部的相互转换,而政策调控直接影响了耕地—林地的相互变化。     

生态退耕背景下黄河流域耕地变化与农业生产和生态环境关系研究

目的 分析生态退耕背景下黄河流域耕地的时空变化特征,探讨黄河流域不同区域耕地变化与农业生产和生态环境的相互关系,旨在为黄河流域农业绿色发展和耕地利用政策提供借鉴。方法 文章基于2000—2020年黄河流域连续土地利用数据,利用面板格兰杰因果检验和双变量空间自相关量化耕地变化与农业生产、生态环境之间的动态因果及空间交互关系。结果 （1）2000—2020年黄河流域年均减少耕地69.53万 hm²,还林还草是耕地主要减少去向,2020年和2004年是退耕还林还草高峰年,中上游是退耕还林还草重点区;（2）从格兰杰因果检验来看,下游地区退耕还林还草对农业生产和生态环境没有显著影响,上游地区长期退耕还林还草对农业产值增加有利,中游粮食产量和生态系统服务供给低的地区退耕还林还草更多,中上游生态退耕对生态环境有显著促进作用;（3）从空间自相关结果来看,下游地区退耕与农业生产和生态环境的空间分布不具有一致性,黄土高原南部和太行山附近退耕还林还草与生态环境指标呈高—高集聚,鄂尔多斯高原地区退耕与农业产值呈小范围高—高集聚。结论 退耕还林还草是黄河流域耕地变化的重要原因,退耕还林还草规模与农业生产和生态环境之间的空间关系异质性明显,且在部分区域存在因果关系,不同区域应当针对具体问题提出不同用地策略。     

基于 GlobeLand 30 的耕地资源损失过程研究 —— 以环渤海地区为例

研究目的:认识和理解耕地资源损失过程。研究方法:基于中国成功研制出的世界上首套30 m分辨率2000—2010年GlobeLand 30数据,利用GIS空间分析方法,综合分析环渤海地区耕地资源损失流向、质量和空间特征。研究结果:2000—2010年,环渤海地区土地利用/覆盖变化剧烈,耕地资源明显减少,主要损失流向为人造覆盖、草地、水体和森林;耕地资源损失区域主要位于降水量较少、海拔较高等耕作条件较差的地区;耕地资源重心总体向东南方向移动,破碎化程度日趋严重。研究结论:基于GlobeLand30数据的耕地资源损失过程研究能有效揭示耕地资源损失流向、质量和空间特征,为区域耕地资源利用与保护提供了积极借鉴和参考。     

中国耕地供需变化规律研究

研究目的：探讨中国城市化 — 工业化用地需求和满足粮食安全的耕地供给之间的消长关系及变化规律，以期为国家土地利用政策提供科学依据。研究方法：首先提出关于最小人均耕地面积（即满足粮食安全的人均耕地需求）和耕地非农化逻辑斯蒂的假设。然后对历年中国耕地的统计数据进行订正，重建1980 — 2006年耕地数据序列。据此计算了同期的最小人均耕地面积和耕地压力指数（反映耕地需求和供给的对比关系），并验证耕地非农化逻辑斯蒂假设。研究结果：保障粮食安全的人均耕地需求数量逐渐降低，耕地压力指数虽先降后升但总体呈下降趋势。中国在基本满足城市化 — 工业化用地需求和生态退耕，因而满足粮食安全需求的耕地供给不断减少，同时人口又不断增加的情况下，粮食安全状况非但没有恶化，反而有所改善；耕地压力指数非但没有加重，反而有所减轻，根本原因在于土地生产率的不断提高。耕地非农化逻辑斯蒂增长过程的推导和证明，显示了两个拐点分别出现在1980年和2050年，前者是从缓慢到加速的转折点；后者是从增长到停滞的转折点，保证粮食安全的耕地供给将趋于稳定。其间还有一个由加速到减缓的拐点将出现在2015年。研究结论：城市化 — 工业化用地需求和粮食安全用地需求可以兼顾。     

Conversion of agricultural and forest land to other purposes in the context of land protection: Evidence from Polish experience

The protection of agricultural land and forests is a relatively new concept in Poland, and it began with forest protection in the 1920s. The first regulations on the protection of agricultural land were introduced only in the 1960s. Agricultural land and forests received comprehensive protection pursuant to the provisions of the Act of 26 October 1977 on the protection of agricultural land, forests and land recultivation. This legal act set the foundations for the protection of farmland and forests in successive decades.The aim of this study was to determine the influence of farmland and forest protection on spatial planning and to highlight the loss of agricultural and forest land resulting from conversion to other purposes. Legal regulations pertaining to spatial planning and the protection of agricultural and land forests were analysed. The scale of the problem was identified, and future land-use types were forecast based on the data developed by Statistics Poland (GUS). The existing spatial plans (municipal master plan - MMP) were analysed to determine the conversion loss index (CLI) associated with the conversion of agricultural land and forests to other uses. Legal regulations pertaining to the protection of agricultural land and forests were also analysed, and the extent of the relevant conversion measures was determined. The study demonstrated that urban development and the inevitable urbanization of rural areas contribute to the loss of agricultural and forest land that are converted to other uses.     

耕地“非农化”的时空格局演变及其驱动因素研究 ——基于影响分析与组态分析的双重视角

研究目的：探究中国耕地“非农化”时空演变特征及其压力、状态与响应因素的多重并发影响和因果组态复杂机制。研究方法：基于多元线性回归模型、时空地理加权回归（GTWR)模型的影响分析和基于模糊集定性比较法（fsQCA)的组态分析。研究结果：（1)2004—2020年中国耕地“非农化”面积总体呈增长态势，不同地区、不同类型城市和不同单元分别表现出“东多西少”“阶梯递增”“中西扩散”特征。（2)社会经济驱动因素对耕地“非农化”的影响体现出明显时空异质效应，其中人口城镇化、土地城镇化和产业结构是普遍性的因素。（3)压力、状态与响应中单因素并不构成影响耕地“非农化”的必要条件，不同地区耕地“非农化”的实现是诸多因素构成的不同组态构型并发协同作用的结果，但在不同组态构型的核心因素和辅助因素会发生角色和地位的转换。研究结论：耕地“非农化”受经济、社会和资源配置等多重因素影响，地方政府在制定调控管理政策时需着眼于不同组态路径中压力、状态及响应多重条件的适配关系，加强城市建设占用耕地的空间规划管控。     

中国耕地非粮化空间格局分异及驱动机制

研究目的：摸清耕地非粮化的总体态势,揭示非粮化空间分异及驱动机制,为国家粮食安全和耕地保护政策调整提供科学依据。研究方法：空间自相关分析法、多重共线性诊断与多元回归分析方法。研究结果：（1）2018年耕地非粮化面积约为54.47×106 hm2,占耕地总面积的32.29%;（2）非粮化面积主要集中于中南部和北部,但高非粮化率主要集中于新疆、贵州和东南沿海。非粮化面积与非粮化率呈现显著不同的空间集聚特征;（3）农业实际利用外资额、城乡居民可支配收入比、农业机械总动力、乡村劳动力、土地流转面积与非粮化面积对数呈显著性正相关关系,共同驱动了全国非粮化的空间格局。但不同尺度、不同区域耕地非粮化驱动因子的空间异质性显著。研究结论：受经济、社会、政策和资源配置等多重因素影响,中国不同尺度下非粮化时空格局差异悬殊、驱动因子空间异质性显著。今后应科学设定非粮化底线、优化农业资源配置、推进农业差别化补贴,严控非粮化无序增长、稳固国家粮食安全的基石。     

现代化农区耕地利用形态转型研究

[目的]耕地利用转型是农业发展转型和土地利用转型的重要组成部分。探讨现代化农区耕地利用形态转型的一般特征,可以为区域耕地资源优化配置提供科学依据。[方法]基于GIS平台,结合耕地利用动态度、区域差异指数、耕地景观格局变化表征模型,分析黑龙江省垦区建三江管理局1976~2014年耕地利用形态变化规律。[结果](1)建三江垦区耕地利用可以划分为4种典型形态:耕地散布态、耕地密布态、耕地连布态和耕地满布态,耕地形态转型经历了旱地拓张期(1976~1986年)、水田萌发期(1986~1996年)、水田拓张期(1996~2006年)和旱—水转换期(2006~2014年);(2)旱地拓张期,垦殖率由18.55%猛增至45.96%,旱地占土地总面积比重由18.55%升至44.34%,旱地景观格局集聚度不断提升,水田"零星"镶嵌于研究区内;(3)水田萌发期耕地总量稳中有升,水田面积小幅增加,占耕地面积比重由3.53%提升至6.63%,水田景观破碎度较高;(4)水田拓张期垦殖率基本稳定,新增耕地以水田为主,主要来源于未利用地(沼泽地)、草地、林地的垦殖以及旱地转化,水田种植优势明显增强,景观集聚度升高;(5)旱—水转换期,水田比重由29.48%上升至80.90%,主要表现为耕地内部旱地—水田的转变。水田最大斑块所占景观面积比例骤然上升,水田逐渐占据绝对优势地位,逐渐由"破碎化"转向"聚集化"。(6)气候变暖、地貌适宜、经济效益是该区域耕地利用转型的重要原因,但地形地貌、土壤等自然条件以及发展水平、交通区位等社会经济条件的差异,使得耕地利用转型具有区域差异性。[结论]黑龙江省垦区建三江分局在全球气候变暖和国家粮食安全战略背景下,其耕地利用经历了面积逐渐扩展、结构不断调整的形态转型,其本质是农业生产投入规模和强度的提升。耕地利用形态转型规律可以为区域耕地利用调控提供依据。     

近40年来广西耕地非农化的时空演变特征、成因与对策

目的 掌握耕地非农化的时空演变特征及原因是保护耕地和保障粮食安全的重要基础。方法 文章运用耕地非农化重心转移模型、空间自相关分析等方法探究广西近40年来111个县级评价单元耕地非农化的时空演变特征,分析其原因并提出对策。结果 （1）广西耕地面积由1980年的517.72万hm²持续减少到2020年的507.68万hm²,连片耕地主要集中在中南部地区。（2）耕地转为林地是广西耕地非农化的主要模式,占各时段耕地非农化面积的60.00%以上;建设占用耕地面积明显增多;耕地撂荒现象趋于严重;因石漠化、水土流失等原因灾毁的耕地面积逐渐扩大;耕地转为水域对广西耕地非农化的影响逐渐减弱。（3）广西耕地非农化空间不均衡性不断减弱,耕地非农化空间格局趋于稳定,总体趋势向东。耕地非农化重心先向西南转移192.72km、再向东北转移198.88 km,最终在广西中东部地区趋于平稳。（4）广西耕地非农化空间分布格局由空间离散转为空间集聚,空间集聚程度越来越强烈;耕地非农化的连片带动作用逐渐增强。结论 近40年来,广西耕地非农化面积持续上升,大量耕地转为林地和建设用地等地类,耕地非农化重心向东部转移并有连片带动效应。应严格限制耕地转为林地和建设用地,提高农民耕地保护动力,遏制耕地撂荒,同时加强耕地治理,严防耕地灾毁,提高桂东南地区耕地保护力度。     

河南省土地利用变化特征及其空间格局

[目的]通过分析河南省2011~2016年土地利用变化特征和空间格局状况,以期为日后河南省合理开发、利用土地资源提供一定的理论指导。[方法]基于河南省土地变化特征,通过马尔科夫模型对河南省2011~2016年土地变化特征进行分析,从多个角度揭示该地区土地利用结构变化情况,并对河南省土地空间利用变化进行评价。[结果]河南省建设用地增加幅度最大,耕地、水域用地有不同程度的减少。土地空间变换主要表现为耕地和林地、水域用地、建设用地等土地类型之间的变换。由土地利用综合区可知,不同土地类型转换过程中,草地是转换比率最小的类型。[结论]河南省的各类土地利用之间的矛盾日益激烈,直接或间接地影响社会经济制度、土地政策和土地管理,因此,有必要加强开展土地资源管理和规划、保护生态环境等方面的工作。     

补充耕地数量质量按等级折算的应用研究——以大理至丽江铁路为例

随着社会经济的发展占用了大量耕地,但大部分地区在补充耕地时,仍然只强调其数量而忽视质量,为确保增加耕地数量,提升补充耕地质量,解决粮食安全问题,而开展农用地分等成果在补充耕地数量质量按等级折算中的应用研究。该文基于云南省农用地分等成果,以大理至丽江铁路的占补平衡项目为例,采用回归分析、面积加权平均等方法,获得了基于农用地利用等指数的折算系数,构建了利用等指数折算系数的标准应用模型,将补充耕地的数量和质量与被占用耕地等级挂钩进行折算。研究结果表明：采用农用地利用等指数和标准粮产量建立的数学模型,计算出利用等的折算系数符合补充耕地项目的实际情况,满足了云南省土地利用水平和社会经济发展水平差异较大情况下的实际应用需求,为实现全省内占用耕地和补充耕地在数量和质量上的平衡提供了一种理论依据和技术参考。     

吉林省耕地利用碳排放测度及其与粮食生产脱钩分析

[目的]通过分析吉林省县域耕地利用碳排放时空变化、碳排放结构、碳排放空间分布、脱钩效应以及碳排放驱动因素,以期从耕地低碳利用角度,为吉林省农业高质量发展和制定减排政策提供科学参考。[方法]文章运用系数法,计算2000—2020年吉林省47个县域单元的耕地利用碳排放量;采用Tapio脱钩模型,分析耕地利用碳排放与粮食产量之间的脱钩特征;利用空间回归模型,分析耕地利用碳排放的驱动因素。[结果]（1）吉林省县域耕地利用碳排放时空变化特征：2000—2016年吉林省耕地利用碳排放量增长,2016—2020年开始缓慢下降;碳排放结构方面,碳排放量从大到小分别是化肥、翻耕、灌溉、农用柴油、农膜和农药;碳排放空间分布呈现西高东低的格局。（2）耕地利用碳排放与粮食生产脱钩特征：呈现强脱钩和弱脱钩特征的县域数量增多,呈现强负脱钩和扩张性负脱钩特征的县域数量减少;吉林省东部地区的县域脱钩特征逐渐优于西部地区,吉林省整体县域的脱钩特征朝着理想状态发展。（3）耕地利用碳排放量驱动因素分析结果表明：人均农业GDP、农村用电量、农业机械化程度和化肥施用强度因素对耕地利用碳排放量为正向驱动,城镇化率对耕地利用碳排放...     

北京市耕地生态价值评估与时空变化分析

[目的]合理测算北京市耕地生态价值,分析区域内部生态价值差异和变化规律,为区域耕地保护和多功能利用奠定基础。[方法]基于北京市耕地利用数据,结合生态经济学原理与方法,确定了包括气体调节功能、净化环境功能、涵养水源功能、固土保肥功能和营养物质循环功能在内的耕地生态价值的类型,采用影子工程法、机会成本法和替代成本法等方法,构建了不同功能的评估模型,并以北京市1980年、1995年、2000年和2013年的土地利用现状图为基础,对4期耕地生态价值进行了评估,分析了其空间分布状况。[结果]1980~2013年,耕地生态价值从远郊区到中心城区逐渐降低,1980~2013年,耕地生态总价值由1980年的122.54亿元减少到1995年的94.27亿元,后增加到2000年的102.72亿元,到2013年又减少到76.90亿元;各区耕地生态价值都呈现了明显的下降趋势,不同区耕地生态价值变化规律有所不同。[结论]研究结果为区域耕地保护和多功能利用奠定了基础,也为制定生态补偿政策及确定生态补偿标准提供了参考。     

公路基础设施建设对耕地利用转型的影响及门槛效应研究

研究目的:探究公路基础设施建设对耕地利用转型的影响和门槛效应。研究方法:投影寻踪模型,动态空间Durbin模型和面板门槛回归模型。研究结果:(1)公路基础设施建设对耕地利用转型的空间溢出效应比直接效应更为显著,空间溢出效应表现为周边省份公路密度的提高会促进本省份耕地利用转型;(2)公路基础设施建设对耕地利用转型具有促进作用,主要是通过推动耕地功能形态转型实现;(3)公路基础设施建设对耕地利用转型影响存在单一门槛效应,表现为公路基础设施建设对耕地利用转型的正向影响呈先升后降的变化特征,并且当前公路基础设施对西部地区耕地利用转型的促进作用大于东、中部地区。研究结论:应结合公路基础设施建设现状,优化公路基础设施布局,提高公路基础设施建设促进耕地利用转型和农业发展的区域协同作用。     

Cropland expansion and grassland loss in the eastern Dakotas: New insights from a farm-level survey

The western Corn Belt region of the United States has become a hotspot for agricultural extensification and consequent land use and land cover changes. The goals of this research were to characterize geographic patterns of grassland loss resulting from cropland expansion in the eastern Dakotas, and to understand how these changes were associated with characteristics of individual farms and farm operators. We collected data on grassland conversion and other land use decisions through a mail survey of farm operators in North and South Dakota. Overall, 40% of respondents converted at least some grassland to cropland between 2004 and 2014, and the total acreage of converted grassland was equivalent to 5.1% of the surveyed farm acreage. Although most converted grassland acres (3.2% of farm acreage) were from land enrolled in the conservation reserve program (CRP), there were also substantial amounts of native grassland conversion (1.0%) and tame grassland conversion (0.9%). The total acreage of grassland conversion was more than four times larger than the acreage enrolled in CRP and other conservation programs. Different types of grassland conversion (e.g., native grassland versus CRP) were concentrated in different parts of the study region, and were spatially disjunct from the areas of highest conservation program enrollment. Larger farms were more likely than smaller farms to expand their cropland acreage and accounted for a disproportionate share of grassland conversion. Younger farm operators, higher levels of farm income, higher proportions of rented croplands, and marginal yields were also associated with cropland expansion and grassland conversion. Although CRP and other land retirement programs will remain important policy mechanisms for conservation in this region, they are not sufficient to maintain current levels of grassland cover and do not provide protection for native grasslands. Alternative conservation strategies and new agricultural policies are thus critically needed to maintain the ecosystem services provided by grasslands.     

湖南省耕地资源利用安全综合评价与提升路径研究

研究目的:基于区域可持续发展综合视角,解析湖南省耕地资源利用演化时空过程,探究耕地利用合理区间,分析区域耕地利用存在的突出问题并形成针对性优化目标与路径。研究方法:最小人均耕地模型、改进生态足迹模型、行星边界框架。研究结果:(1)粮食安全视角下,湖南省耕地呈现“略有盈余,波动变化”特征,空间上表现为“东盈西亏,梯次变化”;(2)生态安全视角下,湖南省耕地利用总体处于较显著的赤字状态,生态赤字呈“由升转降”的波动变化过程,空间上呈现“西平东亏,中部优化”特征,中部粮食主产区耕地利用已远超行星边界范围;(3)湖南省耕地利用规模应控制在3.79×10⁶~4.23×10⁶ hm²。研究结论:湖南省耕地利用核心问题不在于数量不足,而突出表现为耕地利用程度减弱、粮食播种占比低且持续波动、耕地产出能力不足,其耕地利用质量亟待提升,利用结构亟需调整。分区分类调控是实现湖南省耕地科学可持续利用的核心路径。     

耕地利用多功能权衡关系测度与分区优化 ——以河南省为例

研究目的:分析河南省耕地利用多功能空间分布特征、多功能权衡关系区域差异,提出分区优化管控措施。研究方法:耦合协调度方法、权衡强度方法。研究结果:(1)河南省各县(区)耕地利用多功能呈现明显的空间异质性,中原城市群生产功能和社会保障功能优势明显,黄淮平原生产—生态功能强;(2)多功能协调度、权衡强度空间差异明显,中原城市群和豫北地区协调程度高、权衡强度低;(3)全省可耕地划分为多功能高协调区、多功能低协调区、单功能主导区、生产—生态协调区、生产—社会保障协调区、生态—社会保障协调区6大区域。研究结论:研究结果与河南省区域发展战略定位相符,揭示河南省耕地利用多功能分布和权衡关系,划分不同类型区并提出优化建议,为河南省农业空间管控提供决策支持。     

中国省际耕地利用生态效率时空格局演变及影响因素分析 ——基于2000—2019年面板数据

研究目的：探究全国大陆31个省（市、区）2000—2019年耕地利用生态效率时空变化特征,考察效率的影响因素。研究方法：超效率SBM模型、探索性空间数据分析法、核密度法、趋势面和地理加权回归（GWR）模型。研究结果：（1）2000—2019年,全国各省耕地利用生态效率范围由0.408~3.976缩小到 0.353~2.046,全国、东部、中部、西南和西北区域耕地利用生态效率均值均呈下降趋势,东北地区均高于全国水平且呈上升趋势;（2）31个省耕地利用生态效率在多个年份存在显著的空间负相关关系,效率高值区分布由西南方逐渐变为东北方向;（3）资源禀赋、经济发展水平、自然条件和生产条件均对耕地利用生态效率产生影响,但影响方向和程度在不同年份、不同区域有差异。研究结论：当前全国大部分区域耕地利用生态效率均呈下降趋势且分布不均,区域间存在较大差异,未来政府应强化相关政策工具应用、探索区域差异化路径、推动农户流转耕地和促进耕地规模经营,助推各地耕地利用生态效率的提高。     

基于能值理论的湖南省耕地利用集约度演变研究

研究耕地资源的高效集约利用对社会经济发展具有重要意义。采用能值理论的研究方法,运用湖南统计年鉴相关数据,从农业机械集约度、化肥集约度、农药集约度、农膜集约度和劳动力集约度等5个方面,着重分析了湖南省2003~2012年间耕地利用集约度的时空变化特征。结果表明:总体看,2003~2012年,湖南省耕地利用集约度呈增长趋势,10年间耕地利用集约度共上升了0.252 8,其中生产要素集约度共增加了0.230 2,而复种指数增加了0.018 4。从各要素看,2003~2012年湖南省的农业机械、农药、农膜、化肥集约度都呈增长趋势,研究期间农药集约度增加了0.035×10~(13)sej/hm~2;化肥增加了3.111×10~(13)sej/hm~2;农膜增长了0.01×10~(13)sej/hm~2。而劳动集约度呈下降趋势;复种指数在研究时间段内总体呈上升趋势;耕地利用集约度在生产要素集约度和复种指数的综合作用下不断上升;从区域差异看,长株潭城市群和环洞庭湖区耕地利用集约度较高,因为该区域有比较优越的地理经济区位。而化肥、机械、劳动力投入水平都比较低的山地丘陵地区,工业辅助能集约度要低于劳动集约度,耕地利用集约度低。并结合分析结果和湖南省情提出了相关建议。     

Land policy and land engineering

Based on the relationship between land policy and land engineering, we defined the concept of ‘land engineering’ and its contents, and demonstrated the significance of the establishment of land engineering. On the one hand, the land policy guided the development of the land engineering. On the other hand, the land engineering is an important means to improve and execute the land policy. The contents of land engineering are summarized as follows: (1) conversion of non-agricultural land into agricultural land; (2) conversion of low standard use land into a high standard use land; (3) conversion of current land into human construction use; (4) conversion of polluted and damaged land into usable land. Our study provides scientific support for the efficient utilization of land resources.